(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉中の石炭の乾留終了タイミングを火落判定式に基づき判定する、コークス炉における火落判定方法であって、
前記火落判定式は、以下の（１）式であり、
熟練者により判定した火落時刻をはさむ2点のサンプリング時刻における発生ガス温度を直線近似した温度降下直線を決定し、
前記火落判定式（１）式と前記温度降下直線との交点における時刻が、
前記火落時刻となるように前記火落判定式（１）式中の窯別火落判定定数を更新することを特徴とするコークス炉における火落判定方法。
【数１】
0005556249.tif 000008
【請求項２】
請求項１に記載のコークス炉における火落判定方法において、
更新した窯別火落判定定数ｄ窯別と更新前の窯別火落判定定数ｄ窯別oldに基づいた以下の（５）式を用いて窯別火落判定定数ｄ窯別newを更新することを特徴とするコークス炉における火落判定方法。
【数５】
0005556249.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉中の石炭の乾留終了タイミングを判定する、コークス炉における火落判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉では隣り合う多数の炭化室に石炭を順次装入し、１１００℃前後の高温で乾留を行い、石炭乾留が終了すると、生成されたコークスを押出機で窯出しするという操業を行っている。その際、品質の良い、例えば強度の高いコークスを製造するためには、窯出前に石炭乾留が完全に終了しているか否かを正確に判定する必要がある。一般的に、この石炭乾留の終了を火落といい、そのタイミングを判定することを火落判定という。
【０００３】
従来、火落判定は火見と呼ばれる熟練者がコークス炉の上昇管のトップカバーを開放して、そこから出るガスの色を見て判断していた。しかし、この方法では窯毎また火落タイミング毎頻繁に熟練者の判断が必要となるばかりか、トップカバーを開放する時期によっては問題を生じる。
【０００４】
すなわち、石炭乾留の終了時刻付近でトップカバーを開放するときは問題が起きないが、乾留終了までにまだ時間がかかるタイミングでトップカバーを解放すると、黒煙が発生したり、コークス品位が劣化したりする。このため、熟練者の作業をできるだけ軽減できる火落判定法の開発が望まれていた。
【０００５】
熟練者を必要としない方法が、これまで種々提案されてきた。例えば、発生ガスの最高温度Ｘと火落時のガス温度Ｙとの間に関係式Ｙ＝ａＸ＋ｂが成立することを利用して火落判定する方法が特許文献１に開示されている。また、火落時刻の石炭装入後経過時間ｘとガス温度ｙとの間に関係式ｙ＝ｄｘ＋ｅが成立することを利用して火落判定する方法が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭４６−０６４９７号公報
【特許文献２】特開昭４９−１０３９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１および２に開示された技術では、個々の炭化室の特性変化や、上昇管部や温度計に対するカーボン付着及び温度計の劣化などの影響を考慮することは困難であり、長期に亘り火落判定を正確に維持することは困難であった。
【０００８】
この結果、火落判定にはやむを得ず、火見と呼ばれる熟練者がコークス炉の上昇管のトップカバーを開放して、そこから出るガスの色を見て行われるという上述した従来方法に頼ることが多く、自動判定の仕組みが活かされないままとなっていた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、個々の炭化室の特性変化や、上昇管部や温度計に対するカーボン付着及び温度計の劣化などの経年変化に依らず、長期に亘り火落判定精度を正確に維持する、コークス炉における火落判定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は次の発明により解決される。
【００１１】
［１］  コークス炉中の石炭の乾留終了タイミングを火落判定式に基づき判定する、コークス炉における火落判定方法であって、
前記火落判定式は、以下の（１）式であり、
（１）式中の窯別火落判定定数を更新することを特徴とするコークス炉における火落判定方法。
【００１２】
【数１】
0005556249.tif 000002
【００１３】
［２］  ［１］に記載のコークス炉における火落判定方法において、
上記更新に当たっては、
現在の火落判定式による火落判定時刻と、操業者が判断する火落判定時刻に相違がある場合に、火落判定式による火落判定時刻が操業者が判断する火落判定時刻に一致するように上記窯別火落判定定数を更新することを特徴とするコークス炉における火落判定方法。
【００１４】
［３］  ［２］に記載のコークス炉における火落判定方法において、
更新した窯別火落判定定数と更新前の窯別火落判定定数に基づいた移動平均を用いて滑らかに窯別火落判定定数を更新することを特徴とするコークス炉における火落判定方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、熟練者による火落判定の時刻をシステムに入力することにより、火落判定式の窯別定数を自動的に調整し、火落判定精度の向上を通して燃焼制御の最適化を図れるようになった。
【００１６】
また、火落判定式が現状をより反映するようになり、熟練者による火落判定は暫くの間不要となり、熟練者の負荷軽減の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における火落判定式の更新方法を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明の実施形態を図面ならびに数式を用いて説明する。先ず、本発明で用いる火落判定式を、以下の（１）式に示す。
【００１９】
【数１】
0005556249.tif 000003
【００２０】
本発明は、上記窯別火落判定定数を自動的に更新して火落判定を行うことを特徴としている。図１は、本発明における火落判定式の更新方法を模式的に示す図である。
【００２１】
縦軸は温度、横軸は装入からの経過時間を表しており、発生ガス温度は破線（曲線）のような時間推移を辿る。この発生ガス温度曲線と当初の火落判定式との交点の横軸位置（装入からの経過時間）を火落時間とするのが基本的な火落時間判定の考えである。
【００２２】
実際には、プロセスコンピュータで離散時間的に火落判定を行うので、図に示すように適当なサンプリング時刻毎に、発生ガス温度のモニタリングが行われる。
【００２３】
例えば、時刻ｔｋ、および時刻ｔｋ＋１における、発生ガス温度Ｔｋ、およびＴｋ＋１より発生ガスの温度降下を、以下に示す（２）式のように直線近似(温度降下直線(2))する。
【００２４】
【数２】
0005556249.tif 000004
【００２５】
上記温度降下直線(2)と当初の火落判定式との交点Aの横軸位置（装入からの経過時間）をシステム判定の火落判定時刻ｔｓｙｓとする。ここで、システム判定の火落時刻ｔｓｙｓが熟練者判定による実際の火落判定時刻(1)ｔｏｐｅとに相違があった場合、窯毎に持つ調整係数である上記（１）式中の窯別火落判定定数ｄ窯別を次のように更新する。
【００２６】
すなわち、熟練者判定による火落時刻ｔｏｐｅをはさむサンプリング時刻、例えば図１では時刻ｔｋ−１、および時刻ｔｋを考え、そのタイミングの発生ガス温度Ｔｋ−１、およびＴｋより発生ガスの温度降下を、以下に示す（３）式のように直線近似(温度降下直線(3))する。
【００２７】
【数３】
0005556249.tif 000005
【００２８】
ここで、窯別火落判定定数ｄ窯別を調整した今回の望ましい火落判定式（１）式と温度降下直線(3) との交点の経過時間が、熟練者判定による火落時刻ｔｏｐｅとなるようにする。
【００２９】
具体的には、以下の（４）式のように窯別火落判定定数ｄ窯別を求めることができる。
【００３０】
【数４】
0005556249.tif 000006
【００３１】
ただし、このようにｄ窯別を毎回更新してしまうと火落判定式が非連続的に大きく変化してしまう、危険性がある。（４）式で算出されるｄ窯別をゆるやかに判定式に反映させるべく、更新前の窯別火落判定定数ｄ窯別oldを用いて以下の（５）式のように窯別の火落判定定数ｄ窯別newを更新する。これにより緩やか、かつ安定にシステムの推移にあわせて火落判定式を更新していくことが可能となる。
【００３２】
【数５】
0005556249.tif 000007
【００３３】
本発明では、これまでの議論からわかるように、ｄ窯別new或いはｄ窯別の決定の際は、f（X,Y）のXおよびYの種類、また関数形fには依存しない形で決定することが可能である。従って、どのようなXおよびYの種類を用いても構わないが、例えば、Xとして装入時刻後所定時間における発生ガス温度などの計測値、Yとして装入した石炭量などの操業諸元を用いて、以下のようにf（X,Y）を設定することが考えられる。
【００３４】
f（X,Y）＝定数１×(装入時刻後所定時間における発生ガス温度))
＋定数２×(装入した石炭量)
【実施例】
【００３５】
図２は、本発明の一実施例を示す図である。（５）式のｄ窯別newの調整回数毎の値の推移を示しており、火落時間が比較的安定した状態での一実施例であり、（５）式のα＝０．１としている。
【００３６】
図に示したように、ｄ窯別newの値は調整回数を経る毎に収束傾向にあり、５回目以降はある範囲に収束している。これは、熟練者による火落判定の時刻をシステムに入力することにより、前記の考え方により、火落判定式の窯別定数を調整した結果であり、対象とした窯の最も適切な火落判定式に収束したことを意味している。
【００３７】
以上説明したように本発明は、熟練者による火落判定の時刻をシステムに入力することにより、火落判定式の窯別定数を自動的に調整し、火落判定精度の向上を通して燃焼制御の最適化を図れるようになった。
【００３８】
炭化室毎の火落時間は、ばらつきを持って測定される。この測定される火落時間のばらつきには、元々炭化室ごとに有している燃焼条件(レンガレ劣化状況、炭化室配置の相違などよる)のばらつきと、計測または予測上でのばらつきの２種類が含まれている。本発明により、後者のばらつき、すなわち火落判定式のずれ起因によるものを取り除くことができる。これにより、燃焼室温度偏差（ばらつき）起因のばらつき、すなわち本来の燃焼制御系の調整を行いやすくし、結果として炭化室毎、燃焼室毎のバラツキを抑制でき、コークス炉でコークスを製造するにあたり、平均値としての乾留熱量を大幅に低減できるようになる。
【００３９】
また、火落判定式が現状をより反映するようになり、熟練者による火落判定は暫くの間不要となり、熟練者の負荷軽減の効果もある。
【図１】
0005556249.tif 000010
【図２】
0005556249.tif 000011